Сеть связи с коммутацией пакетов стандарта Х. 25
|
Скачать 1.97 Mb.
|
|
СЕТЬ ПК Х.25 Г Д  Канал Канал ЦКП1 ЦКП2 Канал Канал А Б Канал     Канал Канал Е С Кпр 5 Кпр 6 Кпр 5 Кпр 6   К ЦКП3 К ЦКП4 К ЦКП5 К ЦКП6 Рис.1.24. Вычислительные средства двух ЦКП сети Х.25 Процессоры оконечных пунктов выполняют функции всех уровней модели OSI. На рис.1.25 приведена диаграмма установления КВК между оконечными пунктами А и Б и передачи пакета «Д» по этому КВК (от А в Б). Приведем краткое описание этих информационных процессов: 1) с транспортного уровня оконечной станции А на сетевой уровень поступает примитив «Запрос» на установление КВК между А и Б; 2) с сетевого уровня на канальный уровень станции А поступает пакет «Запрос вызова» «ЗВ» (Call Request) , в заголовке которого размещены физические адреса оконечных станций А и Б (адресация по рекомендации Х.121) и номер логического канала (№1). Уникальный физический адрес состоит из четырех цифр идентификатора сети (одна цифра – код зоны, три цифры – код страны) и десяти цифр сетевого терминала.
Рис.1.25. Установление КВК и передача по нему пакета данных. 3) с канального уровня станции А в ЦКП1 поступает кадр «I» с вложенным в него пакетом «ЗВ»; 4) кадр «I» с входящим в него пакетом «3В» поступает на канальный процессор Кпр1 ЦКП1; 5) с Кпр1 ЦКП1 пакет «ЗВ», вложенный в кадр «I», поступает на центральный процессор Цпр, который выполняет функции сетевого уровня и производит коммутацию этого пакета на Кпр4, изменив при этом номер логического канала (№123). Коммутация производится с помощью таблицы маршрутизации на основании физических адресов А и Б в заголовке пакета;
7) пакет с номером логического канала 123 (Л.К.№123) поступает на Цпр ЦКП2, где производится его коммутация на Кпр2 и изменение №Л.К. на 4001; 8) на выходе Кпр4 ЦКП2 формируется кадр «I» с вложенным в него пакетом «3В» (№Л.К.=4001);
10) на оконечной станции Б кадр освобождается от заголовка после его обработки, и входящий в него пакет под измененным названием («Входящий вызов» – «ВВ» ) с Л.К. №4001 поступает на сетевой уровень; 11) после обработки заголовка поступившего пакета «ВВ» Пр оконечной станции Б направляет примитив «индикация соединения» на транспортный уровень с указанием адресов А и Б;
13) при положительном решении сетевой уровень оконечной станции Б формирует пакет «Вызов принят» («ВП») с логическим каналом 4001; 14) процессор Пр отправляет «I» кадр с вложенным в него пакетом «ВП». Далее в обратном направлении по тому же пути до оконечной станции А пересылается информационный кадр, и на сетевой уровень А поступает пакет под названием «Соединение установлено» с Л.К. №1. С сетевого уровня на транспортный уровень поступает примитив «подтверждение соединения». На этом завершается фаза установления КВК между оконечными пунктами А и Б. Следующая строка на диаграмме иллюстрирует прохождение от А в Б пакета «Данные» («Д») по установленному КВК. Примитив с транспортного уровня сообщает сетевому уровню о необходимости передачи пакета «Д» по КВК между А и Б. Сетевой уровень пункта А формирует пакет «Д» с номером логического канала установленного КВК (т.е №1). Физические адреса А и Б в пакетах с данными «Д» отсутствуют, так как все пакеты с данными, принадлежащие информационному потоку А ↔ Б, будут пересылаться через сеть по одному и тому же маршруту – установленному КВК. Как видно из диаграммы, пакет «Д» проходит через ЦКП1 и ЦКП2 в оконечный пункт Б по тому же маршруту (через те же канальные процессоры) и с теми же номерами логических каналов, которые были во входящем и исходящем пакетах «Запрос Вызова» и «Вызов Принят». В обратном направлении пакет «Д» (из Б в А) будет проходить по тому же маршруту и номера логических каналов будут устанавливаться, как в выше приведенных пакетах «Вызов принят» и «Соединение установлено». Установление КВК и передача пакетов «Д» между другими оконечными пунктами, подключенными к ЦКП1 и ЦКП2 (например, С-Д, Г-Е) производится через соответствующие канальные процессоры абонентского доступа (С - через Кпр2 ЦКП1, Г - через Кпр3 ЦКП1), но через одни и те же канальные процессоры Кпр4, подключенные к каналу связи между ЦКП1 и ЦКП2. Номера логических каналов в пакетах, передаваемых между ЦКП1 и ЦКП2, должны быть уникальными для каждого КВК. На этом участке могут проходить пакеты «Д» по всем КВК, максимальное число которых определяется в Х.25 полем в 12 бит. Максимальное число виртуальных каналов, обслуживаемых центральным процессором одного ЦКП, составляет 4094. Через канальные процессоры оконечной станции и ЦКП передаются пакеты одного виртуального канала. 2. Сети Frame Relay. Показатели качества обслуживания Ретрансляция кадров FR (Frame Relay) – это технология сети передачи данных с коммутацией пакетов и так же как в сети стандарта X.25 использует технику виртуальных соединений. Сеть FR является усовершенствованной сетью пакетной коммутации стандарта X.25. Анализ процедур FR в настоящей главе проводится в сравнении с этой сетью. Технология FR, в основном, используется для объединения локальных сетей в рамках корпоративной сети связи. 2.1. Стек протоколов FR Сети FR используют на физическом уровне цифровые каналы связи, которые лучше по сравнению с аналоговыми каналами по показателю коэффициента ошибок BER. Стандарт сети X.25 [3] разрабатывался с учетом использования аналоговых каналов связи. Это позволило упростить протоколы сети FR, что отразилось на использовании в транспортной сети при передачи данных только одного уровня (кроме физического). В стек протоколов FR при передаче данных входит только второй уровень, который фактически выполняет функцию сетевого уровня эталонной модели OSI, т.е. коммутацию блоков данных. В сети FR эти блоки данных называются кадрами (или фреймами). Искаженные в канале связи кадры FR сбрасываются без восстановления в транспортной части сети. На канальном уровне FR осталась только одна функция, соответствующая модели OSI, – обнаружение с помощью контрольно-проверочной комбинации кадров, искаженных помехами в канале связи. Восстановление правильной последовательности принятых информационных кадров (в сети X.25 они называются пакетами) возлагается в FR на протоколы верхних уровней оконечного пункта. В качестве одного из возможных вариантов эта функция сквозного подтверждении («из конца в конец») может возлагаться на транспортный уровень оконечного оборудования данных ООД. Эта разница в отсутствии подтверждения правильной последовательности на каждом канальном участке (между смежными узлами коммутации или между оконечным оборудованием и узлом коммутации) отражена и в названии сети - ретрансляции кадров (фреймов). В формате заголовка кадра FR отсутствует поле номеров кадров. На рис. 2.1 приведен стек протоколов FR.  Рис.2.1. Стек протоколов Frame Relay Как видно из рисунка стек протоколов сети FR зависит от выполняемой процедуры. В отличие от сети X.25 процедура сигнализации (установление и разъединение соединения по коммутируемому виртуальному каналу) выполняется в FR по выделенному виртуальному каналу. Эта процедура стандартизирована на канальном уровне стандартом ITU-T Q.921 [4] и на сетевом уровне стандартом ITU-T Q.931 [5]. Протокол Q.931 для установления КВК использует физические адреса конечных пунктов, которые задаются в формате, соответствующем рекомендации ITU-T E.164. Протокол составления таблиц маршрутизации для технологии FR не определен так же, как и для X.25. Поэтому используются фирменные протоколы производителя оборудования. Процедура передачи данных по виртуальному каналу в сети FR выполняется по протоколу LAP-F (Link Access Procedure for Frame mode bearer services) в соответствии с рекомендацией ITU-T Q.922 [6]. Приведем основные поля заголовка кадра данных по протоколу LAP-F: - Идентификатор линии связи данных DLCI (Data Link Connection Identifier). В сети X.25 это поле называется логическим канальным номером LСN. Длина заголовка кадра FR составляет 2, 3 или 4 байта. При заголовке в 2 байта длина поля DLCI 10 бит, что позволяет использовать до 1024 виртуальных соединений по одному каналу связи, из которых используются 976, а остальные зарезервированы. Значение DLCI=0 применяется для установления или разъединения соединений, а DLCI=1023 – для управления канальным уровнем FR; - Поля DE, FEGN и BEGN (по одному биту на каждый параметр) применяются протоколом для управления трафиком и поддержания заданного качества обслуживания QoS виртуального канала. 2.2. Поддержка качества обслуживания По запросу пользователя при установлении каждого виртуального соединения определяются несколько параметров, связанных со скоростью передачи данных и влияющих на качество обслуживания. CIR (Committed Information Rate) – согласованная информационная скорость, с которой сеть будет передавать данные пользователя. Bc (Committed Burst Size) – согласованный объем пульсации, то есть максимальное количество бит, которое сеть будет передавать от этого пользователя за интервал времени Т. Ве (Excess Burst Size) – дополнительный объем пульсации, то есть максимальное количество бит, которое сеть будет пытаться передать сверх установленного значения Bc за интервал времени Т. Параметры QoS, связанные с задержками и вариациями задержек, стандартами Frame Relay не оговариваются, так как изначально технология разрабатывалась только для передачи трафика, не чувствительного к задержкам. T=Bc/CIR Например, если Bc=128 кбит, а CIR=64кбит/с, то Т=2 сек. Для сети передачи данных характерен пульсирующий характер, который выражается отношением максимального потока данных к среднему за определенное время. Эта величина может достигать 100:1. Можно задать значения CIR и Т, тогда производной величиной станет величина всплеска трафика Вс. Соотношение между параметрами CIR, Bc, Be и T иллюстрирует рис. 2.2 (R – скорость канала доступа; F1-F5 - кадры).  Рис. 2.2. Реакция сети на поведение пользователя Основным параметром, по которому абонент и сеть заключают соглашение при установлении виртуального соединения, является согласованная скорость передачи данных. Для постоянных виртуальных каналов это соглашение является частью контракта на пользование услугами сети. При установлении коммутируемого виртуального канала соглашение о качестве обслуживания заключается автоматически с помощью протокола Q.931 – требуемые параметры CIR, Bc и Be передаются в пакете запроса на установление соединения. Так как скорость передачи данных измеряется на каком-то интервале времени, то интервал T и является таким контрольным интервалом, на котором проверяются условия соглашения. В общем случае пользователь не должен за этот интервал передать в сеть данные со средней скоростью, превосходящей CIR. Если же он нарушает соглашение, то сеть не только не гарантирует доставку кадра, но помечает этот кадр признаком DE (Discard Eligibility), равным 1, то есть как кадр, подлежащий удалению. Однако кадры, отмеченные таким признаком, удаляются из сети только в том случае, если коммутаторы сети испытывают перегрузки. Если же перегрузок нет, то кадры с признаком DE=1 доставляются адресату. Такое щадящее поведение соответствует случаю, когда общее количество данных, переданных пользователем в сеть за период T, не превышает объема Bc+Be. Если же этот порог превышен, то кадр немедленно удаляется из сети. Рисунок 2.2 иллюстрирует случай, когда за интервал времени T в сеть по виртуальному каналу поступило 5 кадров. Средняя скорость поступления информации в сеть составила на этом интервале R бит/с, и она оказалась выше CIR. Кадры F1,F2 и F3 доставили в сеть данные, суммарный объем которых не превысил порог Вс, поэтому эти кадры ушли дальше транзитом с признаком DE=0. Данные кадра F4, прибавленные к данным кадров F1,F2 и F3, уже превысили порог Bc, но еще не превысили порога Bc+Be, поэтому кадр F4 также ушел дальше, но уже с признаком DE=1. Данные кадра F5, прибавленные к данным предыдущих кадров, превысили порог Bc+Be, поэтому этот кадр был удален из сети. Пользователь может договориться о включении не всех параметров качества обслуживания на данном виртуальном канале, а только некоторых. Популярен один вид заказа на качество обслуживания, при котором оговаривается только порог Bе, а скорость CIR полагается равной нулю. Все кадры такого канала сразу же отмечаются признаком DE=1, но отправляются в сеть, а при превышении порога Be они отбрасываются. В технологии Frame Relay определен еще и дополнительный (необязательный) механизм управления кадрами. Это механизм оповещения конечных пользователей о том, что в коммутаторах сети возникли перегрузки (переполнение необработанными кадрами). Бит FECN (Forward Explicit Congestion Bit) кадра извещает об этом принимающую сторону. На основании значения этого бита принимающая сторона должна с помощью протоколов более высоких уровней известить передающую сторону о том, что та должна снизить интенсивность отправки пакетов в сеть. Бит BECN (Backward Explicit Congestion Bit) извещает передающую сторону о перегрузке и является рекомендацией немедленно снизить темп передачи. Бит BECN обычно отрабатывается на уровне устройств доступа к сети. Frame Relay не требует от устройств, получивших кадры с установленными битами FECN и BECN, немедленного прекращения передачи кадров в данном направлении, как того требуют кадры RNR сетей X.25. Эти биты должны служить указанием для протоколов более высокого уровня о снижении темпа передачи пакетов. Так как регулирование потока и принимающей и передающей сторонами инициируется в разных протоколах по-разному, то разработчики протоколов Frame Relay учли оба направления снабжения предупреждающей информацией о перегрузке в сети. В общем случае биты FECN и BECN могут игнорироваться. Но обычно устройства доступа к сети FRAD (Frame Relay Access Device) отрабатывают, по крайней мере, признак BECN. 2.3. Типы виртуальных каналов в сети FR Так же, как и в сети X.25, сеть FR поддерживает как постоянные виртуальные каналы ПВК (PVC), так и коммутируемые КВК (SVC). В таблице 2.1 приведены области предпочтительности каналов PVC и SVC [7]. Как видно из таблицы выбор зависит от параметров трафика (интенсивность потоков и модель потоков) и топологии сети (уровня связности). Таблица 2.1. Области предпочтительности каналов PVC и SVC
Интенсивность потока – это объем информации, передаваемой из одного узла в другой за единицу времени. Интенсивность измеряется количеством кадров, передаваемых за одну секунду. Использование каналов PVC предпочтительнее для потоков средней и высокой интенсивности, SVC – для низкой. Под моделями потоков подразумевается предсказуемость и частота сеансов передачи информации. Если два узла регулярно обмениваются информацией, то между ними следует установить канал PVC, позволяющий заранее определить соединение и полосу пропускания. Это позволяет не устанавливать соединение при каждом сеансе связи. Если же информация передается разным получателям, сеансы связи происходят от случая к случаю, передача информации прерывиста либо кратковременна, то следует использовать канал SVC. Применение в таких условиях каналов PVC означало бы установку соединений со всеми узлами, с которыми когда-нибудь, возможно, придется обмениваться информацией, и оплату бездействующих соединений. SVC - соединение с любым узлом устанавливается по мере надобности и оплачивается соответственно. Степень связанности соотносится с моделью потоков. Для наглядности будем полагать, что связность совпадает с моделью потоков. Для компании, которой требуется, главным образом, связь между центральным офисом и удаленными отделениями, идеальной является звездообразная схема сети на основе каналов PVC. Каналы SVC хорошо работают в сетях, в которых может понадобиться установка связи между любой парой узлов. Это не означает, что любая полностью связная сеть должна строиться на каналах SVC. На рис. 2.3 представлена такая гибридная сеть на основе PVC и SVC. В отличие от сети X.25 в сети FR используется кроме ПВК и КВК третий тип виртуальных каналов – коммутируемый постоянный виртуальный канал КПВК (SPVC, Switched Permanent Virtual Circuit) . Его иногда называют программируемый постоянный виртуальный канал (Soft PVC) [8]. Для конечных устройств канал КПВК выглядит так же , как и канал ПВК, который устанавливается на абонентском участке (между пользователем и узлом коммутации). Между коммутаторами сети FR организуется КВК. Преимущество КПВК проявляется, когда возникают неисправности узла коммутации или каналов связи в транспортной части сети связи. В результате восстановление виртуального канала происходит значительно быстрее, чем в случае ПВК на всех участках виртуального канала (кроме абонентского участка).    Рис. 2.3. Гибридная сеть на основе каналов PVC и SVC. На рис. 2.4 проиллюстрирован принцип работы КПВК. Здесь Х означает коммутатор FR.  Оконечная станция А Рис.2.4. Принцип работы КПВК. В сети FR в отличие от X.25 предусмотрена процедура контроля каналов PVC. Для этих операций определены два сообщение: STATUS ENQUIRY (запрос состояния ) и STATUS (состояние). Пользователь отправляет в сеть сообщение STATUS ENQUIRY, чтобы запросить информацию о состоянии PVC соединений. Сеть возвращает сообщение STATUS, содержащее информацию обо всех PVC в канале связи. 2.4. Установление коммутируемого виртуального канала Как видно из рис. 2.5 стек протоколов по установлению и разъединению коммутируемого виртуального канала состоит из двух уровней (кроме физического), которые выполняют функции второго и третьего уровня модели OSI по переносу сообщений сигнализации. Канальный уровень сети FR LAP-D определенный в рекомендациях ITU-T Q.921, принадлежит к тому же семейству протоколов HDLC, что и протокол LAP-B второго уровня сети X.25. Основная задача состоит в безошибочном переносе сигнальных сообщений третьего уровня сети FR. Третий уровень, определенный в рекомендации ITU-T Q.931 включает функции по установлению и разъединению коммутируемого виртуального канала [5]. В отличие от сети X.25 при установлении коммутируемого виртуального канала в сети FR необходимо определить может ли сеть обеспечить затребованные пользователем показатель качества обслуживания QoS (CIR, Bc и Be). Рис. 2.5 иллюстрирует процесс установления коммутируемого виртуального канала между двумя пользователями. Все управляющие сообщения по установлению КВК передаются по общему виртуальному каналу сигнализации, для которого на интерфейсе пользователь сети выделен логический номер DLCI=0. Это соответствует тому, что процедура сигнализации в сети FR осуществляется по выделенному каналу в отличие от X.25.  Рис. 2.5. Процесс установления коммутируемого виртуального канала. Опишем процесс установления КВК.
4,5) Сообщение CONNECT (подтверждает соединение) информирует через сеть вызывающего абонента об успешном соединении. 6) Сообщение CONNECT ACKNOWLEDGE (подтверждение приёма) подтверждает приём вызывающим абонентом сообщения CONNECT. Переход в фазу передачи данных по установленному КВК. 2.5. Особенности сети Frame Relay по сравнению с сетью Х.25 Перечислим на основании приведенного выше материала особенности сети FR по сравнению с сетью Х.25.
В сети Х.25 службы передачи речи нет.
3. Сети АТМ. Показатели качества обслуживания Сеть АТМ (асинхронный метод передачи, Asynchronous Transfer Mode) так же, как и Х.25 и Frame Relay является сетью пакетной коммутации. Сеть АТМ можно рассматривать как развитие сети Frame Relay (FR). Мультимедийные сети на базе АТМ являются экономически эффективным решением для построения крупномасштабных корпоративных сетей [9]. В отличие от FR сеть АТМ с самого начала создавалась как мультимедийная универсальная технология для передачи всех видов информации (данные, речь, видео и др.). В технологии АТМ для этого заложены механизмы, позволяющие эффективно передавать такой разнородный трафик. АТМ обеспечивает интегрированную передачу данных, речи, подвижных и неподвижных изображений методом мультиплексирования в едином цифровом тракте. Обеспечение передачи высококачественной речи и изображений означает, что сквозные («из конца в конец») задержки в территориально разнесенных сетях не должны превышать нескольких десятков миллисекунд. По данным, приведенным в работе [10], доля технологии АТМ и Frame Relay в североамериканских компаниях составляла в 2006 году 31%. Примером использования технологии АТМ является автоматизация коммуникационной транспортной системы метро Москвы [11]. Еще одним примером использования технологии АТМ в России является сеть предприятия «Кострома-энерго» протяженностью 370 км. Эта сеть предоставляет службы речи и данных со скоростью 155 и 622 Мбит/с [11]. АТМ является также, как и сеть FR технологией с ретрансляцией кадров, которые в сети АТМ называются ячейками. В отличие от FR и Х.25, в которых кадры и пакеты могут иметь любой размер вплоть до некоторого максимума, все ячейки АТМ имеют одну и ту же строго определенную длину – 53 байта. Из 53 байтов 5 является заголовком ячейки, а оставшиеся 48 используются для передачи пользовательских данных (которые могут включать служебную и другую информацию в зависимости от типа трафика). Ограничение ячейки фиксированной длиной упрощает реализацию некоторых процедур технологии АТМ аппаратным способом. Специализированные высокоскоростные наборы микросхем уменьшают задержки простаивания данных в очереди на обработку в коммутаторах от миллисекунд до микросекунд. Поэтому при прохождении через сеть АТМ трафик реального времени не имеет больших задержек «из конца в конец». Это сочетание фиксированного размера ячейки АТМ и реализации многих процедур высокоскоростным аппаратным способом дает технологии АТМ возможность объединить все типы трафика в одной высокоэффективной коммутирующей платформе. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
«Корпоративная сеть телефонной связи цаук пао «нк «Роснефть» в г. Москве. Сеть упатс» |
|
Комплекс шахтной телефонной связи искробезопасный с ip коммутацией... Регламент технического обслуживания, планового текущего ремонта и устранения возможных неисправностей и отказов |
 |
План выступления 1 Вступление Рассказать в общих понятиях, что такое... Глобальная сеть- совокупность компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга, а также система каналов передачи связи:... |
|
Линии для производства полиэтиленовых пакетов Линии вм-пак 680 У2 и вм-пак 850 У2 (далее вм-пак у2) предназначена для производства пакетов типа «Майка», «Фасовка» из полиэтиленовой... |
|
Инструкция по установке систем «Стандарт-гост» и «Гарант» Подключение сетевого диска Выберите «Вся сеть» и двойным щелчком мыши откройте Нажмите на значок «Сеть Microsoft Windows» |
|
Инструкция по оплате пакетов Триколор тв по счёту для юридических... Для оплаты пакетов «Оптимум» и/или «Ночной» свяжитесь с нами любым удобным для вас способом сообщите свои реквизиты, и мы выставим... |
|
Приняты Советом глав Администраций связи Регионального содружества в области связи Виды услуг, предоставляемых предприятиями связи, определяются администрациями государств членов рсс *(2). Руководителям предприятий... |
|
Руководство пользователя для кандидатов по самостоятельной регистрации... Мы рекомендуем использовать адрес на общедоступном сервере (например, mail ru, yandex ru, google com и т п.) в связи с возможными... |
|
Пояснительная записка Студент Выявлены потребности и желания клиентов в предоставляемых услуг связи, перечень наиболее востребованных услуг, сервисов и спрос на... |
|
Введение 2 Система сотовой связи стандарта gsm и особенности построения абонентских устройств 4 |
|
Инструкция пользователя услуг цифровой телефонии акадо содержание... Цифровая телефония акадо это современный вид цифровой телефонной связи, доступный абонентам акадо как в виде отдельной услуги, так... |
|
Методическое пособие «От простого к сложному» Секреты администрирования ПК. При этом необходимо учитывать особенности соединения и понимать, что вам потребуется для обеспечения доступа в сеть с нескольких... |
|
1 понятие и классификация пакетов прикладных |
|
Чтобы устранить возможные проблемы, возникшие в процессе эксплуатации... Наличие хорошего и стабильного интернета если через сеть мобильно оператора, то минимум сеть 3G, но лучше через Wi-Fi где скорость... |
|
1. 1Термины, используемые в документации о закупке Проведение аварийно-восстановительных работ на волоконно-оптических линиях связи (волс), а именно: на кабелях sdh-транспортная сеть,... |
|
Инструкция по использованию вычислительного кластера т-платформы tedge-48 Версия 2 ГГц и 8 Гбайт оперативной памяти. Кроме того, есть управляющий модуль, предназначенный для компиляции и запуска задач, с файловым... |